【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)屬于云計(jì)算領(lǐng)域，具體涉及一種云環(huán)境下前向安全的加密數(shù)據(jù)可控編輯方法。
技術(shù)介紹
1、云計(jì)算提供了豐富的存儲(chǔ)和計(jì)算資源，大大提高了數(shù)據(jù)共享的效率；云和邊緣平臺(tái)以按需方式為人們提供大量存儲(chǔ)服務(wù)，然而，外包數(shù)據(jù)往往包含敏感信息，因此，邊緣云需要安全的數(shù)據(jù)共享機(jī)制。
2、目前，人們研究了廣播加密(be)和基于屬性的加密(abe)等加密原語(yǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。其中，在基于屬性的數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)中，所有者通常使用細(xì)粒度訪問(wèn)結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，并將加密后的數(shù)據(jù)發(fā)布到云服務(wù)器上，這樣只有具備足夠?qū)傩缘挠脩舨拍茉L問(wèn)。在大多數(shù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)共享方案中，所有者或合作用戶可以通過(guò)上傳加密的數(shù)據(jù)來(lái)修改共享數(shù)據(jù)。事實(shí)上，所有者一方面可以要求這些編輯者代表自己修改共享數(shù)據(jù)，另一方面又擔(dān)心惡意編輯者會(huì)修改共享數(shù)據(jù)中不可變的部分。因此，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)加密數(shù)據(jù)的可控編輯是一個(gè)問(wèn)題。
3、已有研究者提出了支持修改認(rèn)證數(shù)據(jù)的數(shù)字簽名方案，如同態(tài)簽名、可編輯簽名和可凈化簽名?？蓛艋灻且环N新型數(shù)字簽名，只允許指定的編輯者修改消息的指定部分，并用凈化密鑰為修改后的消息生成一個(gè)凈化簽名。如果修改是可接受的，則修改后的消息簽名將驗(yàn)證通過(guò)。特別地，基于屬性的可凈化簽名(abss)使用訪問(wèn)策略而不是公鑰來(lái)指定潛在的編輯者。因此，在實(shí)際數(shù)據(jù)編輯場(chǎng)景中，可以利用abss來(lái)精細(xì)控制編輯者的能力。
4、abss技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)云計(jì)算中數(shù)據(jù)的編輯控制，涉及的實(shí)體包括可信授權(quán)機(jī)構(gòu)、簽名者、凈化者和驗(yàn)證者。如圖1所示，實(shí)現(xiàn)過(guò)程包括以下步驟：
5、1)系統(tǒng)
6、2)簽名者密鑰生成。可信授權(quán)機(jī)構(gòu)根據(jù)系統(tǒng)主密鑰mk和用戶屬性，為簽名者生成簽名私鑰sko并安全地分發(fā)給簽名者。
7、3)凈化者密鑰生成?？尚攀跈?quán)機(jī)構(gòu)根據(jù)系統(tǒng)主密鑰mk和凈化者屬性生成凈化私鑰sks并安全地分發(fā)給凈化者。
8、4)簽名生成。簽名者輸入系統(tǒng)公鑰pk、簽名者私鑰sko、消息m和訪問(wèn)策略p以及允許修改的描述am,生成簽名σ。
9、5)簽名凈化。凈化者輸入系統(tǒng)公鑰pk、凈化者私鑰sks、消息m以及對(duì)消息的修改描述dm,生成修改后消息m′的簽名σ′。
10、6)簽名驗(yàn)證。輸入系統(tǒng)公鑰pk、消息m及其簽名σ，輸出簽名驗(yàn)證結(jié)果。
11、在云計(jì)算環(huán)境下，直接采用已有的abss技術(shù)實(shí)現(xiàn)支持?jǐn)?shù)據(jù)可控編輯的共享存在以下問(wèn)題：
12、1)abss無(wú)法直接應(yīng)用于云數(shù)據(jù)共享，因?yàn)樗荒鼙ＷC數(shù)據(jù)的真實(shí)性，但無(wú)法保證數(shù)據(jù)的機(jī)密性以抵制半信任云服務(wù)器；
13、2)已有abss不能抵制凈化密鑰泄露攻擊，即一旦凈化密鑰被攻擊者拿到，則攻擊者可以惡意修改數(shù)據(jù)而不被發(fā)現(xiàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)上述問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提出一種云環(huán)境下前向安全的加密數(shù)據(jù)可控編輯方法，滿足云環(huán)境中安全可控的數(shù)據(jù)編輯和共享要求。
2、所述云環(huán)境下前向安全的加密數(shù)據(jù)可控編輯方法，具體步驟如下：
3、步驟一、搭建包括可信機(jī)構(gòu)、云服務(wù)器、邊緣節(jié)點(diǎn)、所有者、用戶和編輯者的云仿真環(huán)境；
4、可信機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)初始化系統(tǒng)，并為所有者頒發(fā)加密密鑰，為用戶和編輯者頒發(fā)秘密密鑰，云服務(wù)器負(fù)責(zé)長(zhǎng)期存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，邊緣節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)緩存用戶經(jīng)常訪問(wèn)的密文。
5、在該環(huán)境中所有者將加密數(shù)據(jù)放到云服務(wù)器上，并且使用訪問(wèn)策略控制用戶的訪問(wèn)，使用編輯策略控制用戶的編輯，只有授權(quán)的編輯者執(zhí)行授權(quán)的修改操作才能為修改后的數(shù)據(jù)產(chǎn)生合法的密文。
6、步驟二、云仿真環(huán)境初始化setup算法參數(shù)；
7、可信授權(quán)機(jī)構(gòu)首先選擇安全參數(shù)γ和屬性全集布隆過(guò)濾器參數(shù)param，消息的最大長(zhǎng)度l，然后運(yùn)行setup算法初始化系統(tǒng)?？尚攀跈?quán)機(jī)構(gòu)公開(kāi)系統(tǒng)公鑰pk,保留主密鑰mk和追蹤表格st。
8、數(shù)據(jù)所有者屬性集合為用戶屬性集合編輯者屬性集合
9、步驟三、對(duì)數(shù)據(jù)所有者，可信授權(quán)機(jī)構(gòu)運(yùn)行加密密鑰生成算法計(jì)算加密密鑰并返回給該數(shù)據(jù)所有者。
10、輸入系統(tǒng)公鑰pk,主密鑰mk和屬性集合到加密密鑰生成算法，選擇隨機(jī)數(shù)計(jì)算加密密鑰
11、
12、步驟四、對(duì)于用戶或編輯者，可信授權(quán)機(jī)構(gòu)運(yùn)行秘密密鑰生成算法獲得秘密密鑰或并返回給該用戶或編輯者。
13、輸入系統(tǒng)公鑰pk,主密鑰mk和屬性集合或到秘密密鑰生成算法，通過(guò)隨機(jī)數(shù)計(jì)算
14、
15、同理，輸入系統(tǒng)公鑰pk,主密鑰mk和屬性集合到秘密密鑰生成算法，通過(guò)隨機(jī)數(shù)計(jì)算
16、
17、步驟五、給定明文數(shù)據(jù)msg，所有者使用加密密鑰運(yùn)行加密算法encrypt來(lái)加密明文數(shù)據(jù)msg，得到加密后的原始密文ct，并上傳到云服務(wù)器。
18、輸入系統(tǒng)公鑰pk,明文消息msg,訪問(wèn)策略允許修改的塊編輯策略以及加密密鑰到加密算法encrypt，輸出加密后的原始密文ct或者⊥。
19、msg＝(m＝{m1,m2,…,mi,…ml},τ)，mi∈{0,1}*是消息塊，τ是msg的消息標(biāo)識(shí)符；
20、c是消息的屬性基密文，π是消息的等價(jià)類(lèi)簽名，是凈化憑證的屬性基密文；
21、步驟六、當(dāng)用戶想要訪問(wèn)云服務(wù)器中的密文時(shí)，向最近的邊緣節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求密文，該邊緣節(jié)點(diǎn)判斷是否存有該密文，如果是，則直接返回給用戶，否則該邊緣節(jié)點(diǎn)向云服務(wù)器請(qǐng)求，拿到密文后保存并返給用戶。
22、步驟七、用戶取回原始密文后，用秘密密鑰運(yùn)行解密算法decrypt進(jìn)行解密，得到消息msg和sig。
23、解密算法是指：輸入系統(tǒng)公鑰pk,所有者的屬性集合原始密文ct以及秘密密鑰如果編輯策略是滿足的，且消息msg沒(méi)有被不合法的修改,則輸出msg和sig，否則輸出⊥。
24、步驟八、當(dāng)編輯者想要對(duì)密文進(jìn)行凈化時(shí)，先解密原始密文然后對(duì)其進(jìn)行凈化，得到凈化密文并上傳到云服務(wù)器。
25、編輯者用秘密密鑰運(yùn)行解密算法decrypt和凈化算法sanitize，計(jì)算凈化消息msg′＝ε(msg)的凈化密文ct′；最后編輯者將凈化密文上傳到云服務(wù)器，c′是消息的屬性基密文，π′是消息的等價(jià)類(lèi)簽名，是凈化憑證的屬性基密文；
26、凈化算法是指：輸入系統(tǒng)公鑰pk,消息msg和它的簽名sig，修改函數(shù)ε和一個(gè)秘密密鑰如果屬性集合滿足編輯策略并且ε是合法的，則輸出凈化消息msg′＝ε(msg)的凈化密文ct′，否則輸出⊥。
27、步驟九、當(dāng)編輯者決定不再對(duì)密文的消息進(jìn)行凈化時(shí)，在本地執(zhí)行穿刺算法skpun得到穿刺后的凈化密鑰并保存。
28、穿刺算法skpun(pk,msg,)是指：輸入系統(tǒng)公鑰pk,消息msg和秘密密鑰輸出一個(gè)新的秘密私鑰使得它可以支持編輯者對(duì)其它消息的編輯，不能再用于修改消息msg。
29、具體如下，給定消息msg＝(m,τ)和秘密密鑰首先設(shè)置b0′[hi(τ)]＝1，然后對(duì)于本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種云環(huán)境下前向安全的加密數(shù)據(jù)可控編輯方法，其特征在于，具體步驟如下：
2.如權(quán)利要求1所述的一種云環(huán)境下前向安全的加密數(shù)據(jù)可控編輯方法，其特征在于，所述步驟一中，可信機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)初始化系統(tǒng)，并為所有者頒發(fā)加密密鑰，為用戶和編輯者頒發(fā)秘密密鑰，云服務(wù)器負(fù)責(zé)長(zhǎng)期存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，邊緣節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)緩存用戶經(jīng)常訪問(wèn)的密文；
3.如權(quán)利要求1所述的一種云環(huán)境下前向安全的加密數(shù)據(jù)可控編輯方法，其特征在于，所述步驟五具體為：輸入系統(tǒng)公鑰pk,明文消息msg,訪問(wèn)策略允許修改的塊編輯策略以及加密密鑰到加密算法Encrypt，輸出加密后的原始密文ct或者⊥。
4.如權(quán)利要求1所述的一種云環(huán)境下前向安全的加密數(shù)據(jù)可控編輯方法，其特征在于，所述步驟七的解密算法Decrypt(pk,ct,)是指：輸入系統(tǒng)公鑰pk,所有者的屬性集合密文ct以及秘密密鑰如果編輯策略是滿足的，且消息msg沒(méi)有被不合法的修改,則輸出msg和sig，否則輸出⊥。
5.如權(quán)利要求1所述的一種云環(huán)境下前向安全的加密數(shù)據(jù)可控編輯方法，其特征在于，所述步驟八的凈化算法Sanitize(pk,msg,
6.如權(quán)利要求1所述的一種云環(huán)境下前向安全的加密數(shù)據(jù)可控編輯方法，其特征在于，所述步驟九的穿刺算法SKPun(pk,msg,)是指：輸入系統(tǒng)公鑰pk,消息msg和秘密密鑰輸出一個(gè)新的秘密密鑰使得它可以支持編輯者對(duì)其它消息的編輯，不能再用于修改消息msg。
7.如權(quán)利要求1所述的一種云環(huán)境下前向安全的加密數(shù)據(jù)可控編輯方法，其特征在于，所述步驟十的追蹤算法Trace(pk,mk,st,ct/ct′)是指：輸入系統(tǒng)公鑰pk,主密鑰mk,追蹤表格st，一個(gè)密文ct/ct′，輸出原始密文ct的所有者身份或凈化密文ct′的編輯者身份。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種云環(huán)境下前向安全的加密數(shù)據(jù)可控編輯方法，其特征在于，具體步驟如下：
2.如權(quán)利要求1所述的一種云環(huán)境下前向安全的加密數(shù)據(jù)可控編輯方法，其特征在于，所述步驟一中，可信機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)初始化系統(tǒng)，并為所有者頒發(fā)加密密鑰，為用戶和編輯者頒發(fā)秘密密鑰，云服務(wù)器負(fù)責(zé)長(zhǎng)期存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，邊緣節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)緩存用戶經(jīng)常訪問(wèn)的密文；
3.如權(quán)利要求1所述的一種云環(huán)境下前向安全的加密數(shù)據(jù)可控編輯方法，其特征在于，所述步驟五具體為：輸入系統(tǒng)公鑰pk,明文消息msg,訪問(wèn)策略允許修改的塊編輯策略以及加密密鑰到加密算法encrypt，輸出加密后的原始密文ct或者⊥。
4.如權(quán)利要求1所述的一種云環(huán)境下前向安全的加密數(shù)據(jù)可控編輯方法，其特征在于，所述步驟七的解密算法decrypt(pk,ct,)是指：輸入系統(tǒng)公鑰pk,所有者的屬性集合密文ct以及秘密密鑰如果編輯策略是滿足的，且消息msg沒(méi)有被不合法的修改,則輸出msg和sig，否則輸出⊥。
5.如權(quán)...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃勤龍，石彩群，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：北京郵電大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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